Устройство для измерения смещения светового пятна Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к иэмери- , тельной технике и может быть использо

вано при создании бесконтактных датчиков положения объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния размера светового пятна.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит четырехквад- рантный фотоприемник 1 с наложенной на него непрозрачной маской 2 в виде полосы, блок 3 выделения разностных сигналов, входы которого подключены к светочувствительным площадкам четы рехквадрантного фотоприемника 1,два блока 4 и 5 деления, входы Делимое которых подключены к соответствующим в,ыходам блока 3 выделения разностных сигналов, сумматор 6, выход которого соединен с входами Делитель блоков 4 и 5 деления, дифференциальные усилители 7 и 8, входы которых подключены к смежным фоточувствительнь1Ы площадкам четырехквадрантного фотоприем .ника 1,выходы дифференциальных усилителей 7 и 8 соединены с входами сумматора 6.

Устройство работает следующим образом.

При проецировании на четырехквад- ратный фотоприемник 1 светового пятн на выходах светочувствительных площадок формируются сигналы, поступающие на вход блока 3 выделения разностных сигналов.

При смещении светового пятна на выходах блока 3 выделения разностных сигналов формируются сигналы

К, Р

и,, (и„ +UH) - (и,2 +и,э) U5i (и„ +и,) - (и,з +и,4)

b

X;

де и

з

,11,2- сигналы, снимаемые с выходов блока 3 выделения разностных сигналов;

„ ,и,,и,5,и,-сигналы, снимаемые с фоточувствительных площадок четырехквадрантного фотоприемника 1; коэффициент пропорциональности;

мощность потока излучения;

ширина светового пятна; величины смещения светового потока по координатам X и Y,

К

Р bх,У

, 13558682

Сигналы, снимаемые с выходов дифференциальных усилителей 7 и 8, поступают на вход сумматора 6.

На выходе сумматора 6 формируется с и г н ал

Чб п - ) + ( - )

к,.р

где Ug - сигнал, формируе1 1й на вьсходе сумматора 6; К, - коэффициент, зависящий от

конструктивных размеров непрозрачной маски 2. Сигналы с выхода блока 3 выделения разностных сигналов поступают на входы Делимое блоков 4 и 5 деления, на входы Делитель которых поступает сигнал с выхода сумматора 6.

На выходе блоков 4 и 5 деления формируются сигналы

EL

К,

и

5

0

5

0

5

0

5

и -

- кГ

V.

Сигналы, формируемые на выходах блоков 4 и 5 деления, не зависят от ширины светового пятна.

Использование устройства позволяет повысить точность измерения при изменении размера светового пятна в процессе измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения смещения светового пятна, содержащее четы- рехквадрантный фотоприемник, блок выделения разностных сигналов, входы которого подключены к фоточувствительным площадкам четырехквадрантного фотоприемника, два блока деления, входы Делимое которых подключены к соответствующим выходам блока выделения разностных сигналов, сумматор, выход которого соединен с входами Делитель блоков деления, отличающе е- с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния Изменения размера светового пятна, оно снабжено двумя дифференциальными усилителями, входы которых подключены к смежным фоточувствительным площадкам четырехквадрантного фотоприемника, выходы дифференциальных усилителей соединены с входами сумматора, четырехквадрантный фотоприемник выполнен с неодинаковыми эффективными площадями . смежно расположенных светочувствительных площадок.

313558684

2. Устройство по п. 1, о т л и - на которой больше ширины с уче- чающееся тем, что фотоприем-том допустимого смещения, ширина поник с неодинаковыми эффективными пло-лосы меньше 1/10 ширины светового щадями диагонально расположенных све-пятна, ось симметрии полосы проходит точувствительных площадок выполнен в через центр четырехквадрантной структу- виде наложенной на симметричный четы-ры полоса повернута относительно линии рехквадрантный фотопреобразовательраздела светочувствительных площадок непрозрачной маски в виде полосы,дли-четырехквадрантного фотоприемника.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьииение точности измерения за счет уменьшения влияния изменения размера светового пятна. Световое пятно проецируется на четырехквадрантный фотоприемник 1, на поверхность которого наложена непрозрачная маска 2 в виде повернутой полосы. На выходе блока 3 выделения разностных сигналов формируется сигнал, связанный с величиной смещения светового пятна,, его размером и мощностью потока излучения. На выходах дифференциальных усилителей 7, 8 формируются, разностные сигналы, поступакяцие в сумматор 6. На выходе сумматора 6 формируется сигнал, связанный с размером светового пятна и мощностью потока излучения. Сигналы с выходов блока 3 выделения разностных сигналов и сумматора 6 поступают на входы блоков 4, 5 деления, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные смещению светового пятна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с 9 (Л 00 СП СП СХ) О5 00